炼钢法介绍：转炉和沸腾钢

炼钢的主要任务是将生铁中多余的碳和其他杂质氧化成氧化物，并将其随炉气或炉渣一起去除。间接氧化是炼钢的主要反应形式，即氧首先与铁液发生氧化反应，生成FeO，然后再通过FeO来氧化其他元素。有时亦可采用氧与碳或其他杂质反应的直接氧化的形式（如转炉炼钢）。

1.钢的熔炼方法

依炼钢设备的不同，钢的熔炼方法可分为转炉炼钢法、平炉炼钢法、电炉（电弧炉、感应电炉）炼钢法。由于氧气转炉、炉外精炼、连续铸钢及高功率电炉炼钢等高效、优质熔炼技术持续发展，平炉炼钢法几乎完全被淘汰。炉衬多用碱性材料，以利于钢液的脱磷、脱硫。

1）转炉炼钢

转炉的外形像一个缩口的大盛钢桶，常采用高炉或冲天炉的铁液作为炉料。熔炼时，向炉内吹入压缩空气或纯氧，将铁液中的碳、硅、锰、磷等元素氧化，并放出大量的热，从而在较短的时间内获得钢液。转炉所炼钢液品质较高，其氮、氢、氧的含量均可控制在较低水平，还能脱除硫、磷等杂质。转炉炼钢法的特点是生产率高（目前已有几百吨容量的转炉），熔炼周期短，投资少，投产迅速，成本低（不需外加燃料），既可用来生产适合进行板料冲压且焊接性好的低碳钢，又可用来生产中碳钢和合金钢，而且转炉生产线适合与连续铸造生产线匹配。因此，转炉炼钢法成为当今世界上最主要的炼钢方法之一。

2）电炉炼钢

电炉炼钢是在感应电炉中，利用工频、中频或高频感应电流对金属炉料（固态或液态均可）进行加热，或在电弧炉中，利用电极与炉料引燃的电弧（类似电弧焊引孤）放热来熔炼钢液，用铁矿石作氧化剂（或辅助吹氧）。电炉炼钢对钢液成分和温度的控制精度均优于转炉，钢液品质最好，一般用于优质结构钢、工具钢、模具钢、高合金钢及铸钢件的熔炼。但电炉的耗电量大，生产率低于转炉炼钢，炼钢成本高。

炼好的钢液部分浇入连续铸造机，铸成钢坯，直接用来轧制钢材；部分浇注到钢锭模中，铸成一定形状和尺寸的钢锭。(www.zuozong.com)

2.镇静钢与沸腾钢

1）镇静钢

镇静钢是用锰铁、硅铁和纯铝完全脱氧得到的钢。这种钢浇注、凝固过程平稳，成分较均匀，组织较致密，品质好，常用来制作优质钢和合金钢钢锭。但镇静钢钢锭上部的缩孔较深，轧钢前须先切除钢锭头部，故钢的成材率较低。

2）沸腾钢

沸腾钢是仅用锰铁进行部分脱氧而得到的钢。由于钢液中尚存有部分FeO，因此，浇入钢锭模后，FeO与钢液中的碳发生如下反应：

FeO+C=Fe+CO↑

钢锭表面凝固后，CO气泡无法逸出，在钢锭内形成许多气孔（这些气孔在轧钢时会自行焊合），使钢的体积增大，冷凝时的收缩得到补偿，因此，沸腾钢钢锭的头部没有缩孔，轧钢时无须切去头部或切除甚少，故钢的成材率高，成本低。沸腾钢一般是低碳钢，因不用硅铁脱氧，钢中硅含量比镇静钢低。沸腾钢具有良好的塑性，常轧制成薄板，用于冲压件的制造。